一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及红外干扰烟幕技术领域，特别是涉及一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置及方法，该装置包括：真空罐体、真空泵、电子真空表、温度传感器、湿度传感器、目标温度模拟模块、模拟模块控制器、干扰烟幕试样模块及点火头、点火器、傅里叶光谱仪、红外辐射计、红外热像仪、三通电磁阀、管道、过滤器、流量计、计算机模块、可编程逻辑控制器和电源。以傅里叶光谱仪、红外辐射计、红外热像仪作为透光率的复合测试手段，实现干扰烟雾在复合测试技术下的有效性。构建了同一目标温度模拟模块，相同测试环境的测试装置，实现参数采集的环境的一致。结合实际的透光率检测数据和多层滤膜套件的测量数据，确定干扰烟幕的材料、微粒大小、形状调整方向。通过计算机模块和可编程逻辑控制器对设备的工作程序进行控制，提高设备的自动化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及红外干扰烟幕
，特别是涉及一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置及方法。

技术介绍

[0002]红外干扰烟幕在大气层主战场上是重要的隐身干扰手段。同样地，红外干扰烟幕也可用于外层空间战场目标红外隐身干扰，即在目标与来袭导弹或观瞄探测光路上抛撒红外干扰材料形成红外干扰烟幕，利用红外干扰对目标红外辐射的消光作用而达到红外隐身干扰目的。外层空间为真空微重力环境，没有空气，红外干扰烟幕作为红外干扰材料形成的“干扰云团”不再是大气层中所言的分散介质为空气、分散相为干扰材料的“气溶胶”的物质，而是一种“多粒子悬浮体系”。透过率是衡量红外干扰烟幕有效性的核心参数，而决定烟幕透过率的重要参数是烟幕的浓度及其消光特性，而消光特性是气溶胶中尺寸不同的粒子对光子吸收、反射损耗和散射损耗的合成。为了使干扰烟幕达到预期的效果，就要使浓度和消光特性的合成满足要求。
[0003]目前采用的烟幕测试技术主要有三种:傅里叶光谱仪测试技术、红外辐射计测试技术和红外热像仪测试技术，释放干扰烟幕的目的就是为了实现红外隐身干扰，应该满足在傅里叶光谱仪测试技术、红外辐射计测试技术和红外热像仪测试技术下都实现红外隐身，即浓度和消光特性的合成要达到上述三种技术下实现红外隐身的需求。
[0004]傅里叶光谱仪测试技术的工作原理和特性，傅立叶变换红外光谱仪无色散元件，没有夹缝，故来自光源的光有足够的能量经过干涉后照射到样品上然后到达检测器，傅立叶变换红外光谱仪测量部分的主要核心部件是干涉仪，干涉仪是由固定不动的定镜，可移动的动镜及分光束器组成，定镜和动镜是互相垂直的平面反射镜。光束器以45
°
角置于定镜和动镜之间，光束器能将来自光源的光束分成相等的两部分，一半光束经光束器后被反射，另一半光束则透射通过光束器。在迈克尔逊干涉仪中，当来自光源的入射光经光分束器分成两束光，经过两反射镜反射后又汇聚在一起，再投射到检测器上，由于动镜的移动，使两束光产生了光程差，当光程差为半波长的偶数倍时，发生相长干涉，产生明线；为半波长的奇数倍时，发生相消干涉，产生暗线，若光程差既不是半波长的偶数倍，也不是奇数倍时，则相干光强度介于前两种情况之间，当动镜联系移动，在检测器上记录的信号余弦变化，每移动四分之一波长的距离，信号则从明到暗周期性的改变一次。
[0005]红外辐射计测试技术的工作原理和特性，红外辐射计测试的实质是利用物体辐射红外线的特点进行非接触的红外温度记录法，红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质，波长在0.76～100μm之间，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。
[0006]红外热像仪测试技术的工作原理和特性，红外热像仪利用红外探测器、光学成像
物镜，光机扫描系统或焦平面阵列式结构接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏源上，再对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。红外热像仪可在一定距离内实时、定量、在线检测发热点的温度，通过扫描，还可以绘出设备在运行中的温度梯度热像图，而且灵敏度高，不受电磁场干扰，便于现场使用。
[0007]为了使干扰烟雾能够满足真空中红外隐身干扰目的，需要根据多种测试技术下的红外透过率测试结果，调整干扰烟幕的浓度和消光特性，使分项测试的结果都满足要求，即在上述复合检测的技术下都能够有效的满足真空中红外隐身干扰的参数需求。面对复合检测要求，因为其检测技术和原理不同，需要在同一平台下，构建在同一时间下的相同测试环境，并根据检测的结果作为合成红外干扰材料消光特性数据的依据。
[0008]在真空环境中影响红外干扰烟幕的消光特性的因素包括微粒的大小、形状和组成微粒的材料等。干扰烟幕消光性能的与烟幕微粒的物理、化学特征有密切关系，由于在真空条件下外界的氧浓度不同，干扰烟幕要维持正常燃烧所需的氧平衡发生变化，环境压力不同时干扰烟幕燃烧性能发生变化，致使干扰烟幕的成烟性能及烟幕微粒的特征均发生较大变化，从而烟幕的消光性能受到严重影响。不同的干扰材料种类不同时，其本身物理特征不同，环境真空度变化对烟幕微粒动力学性能的影响增大，从而严重影响到烟幕的消光性能。因此，面对真空中红外干扰材料应对复合检测技术的消光性能的需求，以确定不同真空度环境中最佳的红外干扰烟幕配方及材料种类。
[0009]沈涛等人提出一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置及方法，该系统主要解决了针对特定粒度区间的红外干扰烟幕进行红外透过率测试的问题，但上述系统还是在对干扰烟幕红外透过率最终结果的被动测量，没有考虑干扰烟幕红外透过率与干扰时间和不同测试目标之间的关系，动态的数据变化采集，以及复合测试手段下的有效性，需要对不同测试目标相同测试条件下的复合动态数据进行测量，并应用测量结果主动对干扰烟幕的材料、微粒大小、形状相关参数进行调整再进行测试形成完整的测试与反馈机制。

技术实现思路

[0010]本专利技术要解决的技术问题为：一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置及方法，可以满足模拟不同真空环境下，不同测试对象红外透过率的复合测试结果，并根据结果给出调整干扰烟幕的材料、形状和微粒大小的调整方案。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0012]一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置，包括：真空罐体、真空泵、电子真空表、温度传感器、湿度传感器、目标温度模拟模块、模拟模块控制器、干扰烟幕试样模块及点火头、点火器、傅里叶光谱仪、红外辐射计、红外热像仪、三通电磁阀、管道、过滤器、流量计、计算机模块、可编程逻辑控制器控制和电源；
[0013]所述干扰烟幕试样模块及点火头和点火器通过设置真空罐体上的安置口，安装至真空罐体内；
[0014]所述电子真空表、温度传感器、湿度传感器分别通过设置在真空罐体上测量口对所述真空罐体内的真空度、温度和湿度进行测量；
[0015]所述傅里叶光谱仪、红外辐射计、红外热像仪分别通过设置在真空罐体上测量口对所述真空罐内目标温度模拟模块的红外特性进行检测；
[0016]所述模拟模块控制器、真空泵、电子真空表、三通电磁阀、流量计、温度传感器、湿度传感器、点火器、傅里叶光谱仪、红外辐射计、红外热像仪连接至可编程逻辑控制器，再连接到计算机模块，并在计算机模块的控制下工作；
[0017]所述真空泵通过过滤器与三通电磁阀第一路相连，三通电磁阀第二路通过玻璃纤维滤膜、多层滤膜套件、流量计和安置口与真空罐体连通，三通电磁阀第三路通过管道和安置口与真空罐体连通。
[0018]进一步的，所述真空泵为气冷式直排大气罗茨泵或油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置，包括：真空罐体、真空泵、电子真空表、温度传感器、湿度传感器、目标温度模拟模块、模拟模块控制器、干扰烟幕试样模块及点火头、点火器、傅里叶光谱仪、红外辐射计、红外热像仪、三通电磁阀、管道、过滤器、流量计、计算机模块、可编程逻辑控制器以及电源；所述干扰烟幕试样模块、点火头及点火器通过设置真空罐体上的安置口，安装至真空罐体内；所述电子真空表、温度传感器、湿度传感器分别通过设置在真空罐体上测量口对所述真空罐体内的真空度、温度和湿度进行测量；所述傅里叶光谱仪、红外辐射计、红外热像仪分别通过设置在真空罐体上测量口对所述真空罐内目标温度模拟模块的红外特性进行检测；所述模拟模块控制器、真空泵、电子真空表、三通电磁阀、流量计、温度传感器、湿度传感器、点火器、傅里叶光谱仪、红外辐射计、红外热像仪连接至可编程逻辑控制器，再连入计算机模块，并在计算机模块的控制下工作；所述真空泵通过过滤器与三通电磁阀第一路相连，三通电磁阀的第二路通过玻璃纤维滤膜、多层滤膜套件、流量计和安置口与真空罐体连通，三通电磁阀的第三路通过管道和安置口与真空罐体连通。2.根据权利要求1所述的一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置，其特征在于：所述真空泵为气冷式直排大气罗茨泵或油封旋片式真空泵。3.根据权利要求1所述的一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置，其特征在于：在所述真空罐体的中部设置有至少一个可开合观察窗，包括窗体和窗盖，窗体与目标温度模拟模块等高，窗盖与真空罐体的内部材料相同。4.根据权利要求1所述的一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置，其特征在于：所述的点火器为激光点火装置。5.根据权利要求1所述的一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置，其特征在于：所述的真空罐体的体积为1m3。6.根据权利要求1所述的一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置，其特征在于：所述的过滤器包括液态水过滤器和冷凝器。7.一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测模拟方法，应用于权利要求1所述的一种真空中干扰烟幕红外透过率复合检测装置，包括以下步骤：101：通过计算机设定测试环境参数和阈值；102：开机，通过可编程逻辑控制器控制该真空泵开机，真空参数RH符合真空条件和湿度条件后，控制真空泵关机，δ≥δ1且RH≤RH1记录温度参数t1、湿度参数δ1、真空参数RH1；103：通过目标温度模拟模块进行升温到t，当t≥t2，停止升温，记录傅里叶光谱仪、红外辐射计、红外热像仪的在t2下的辐射亮度测量的实测数据分别为：L
t1
＝L
b1
+L
o1
，L
t2
＝L
b2
+L
o2
，L
t3
＝L
b3
+L
o3
，其中，L
o1
，L
o2
，L
o3
为烟雾不存在时目标温度模拟模块t2的辐射亮度数据，L
b1
、L
b2
、L
b3
为烟雾不存在时背景的辐射亮度数据；104步骤：通过点火器对待测试干扰烟幕试样模块的点火头点火，产生烟雾，傅里叶光谱仪、红外辐射计、红外热像仪在t2烟雾条件下辐射亮度测量的数据为L
′
t1
、L'
t2
、L'
t3
，其中：L'
t1
＝L'
b1
+L'
o1
+L'
s1
；L...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈涛，姚俊萍，李晓军，刘先臻，石增强，杨洋，王笛，薛远亮，
申请(专利权)人：深圳拉鲁智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：